數論概論筆記 第2章 勾股陣列

2021-06-13 02:19:20 字數 1021 閱讀 1858

畢達哥拉斯定理(勾股定理):a^2 + b^2 = c^2; 有a,b,c∈n

本原勾股陣列(ppt)是乙個三元組(a,b,c),其中a, b, c沒有公因數,且滿足

a^2 + b^2 = c^2

可證明a,b的奇偶性不同且c為奇數。證明如下:

如a, b為偶數,則c必為偶數,a, b, c不互質,不構成勾股陣列;

如a, b為奇數,則c必為偶數。設

a = 2 x + 1, b = 2y + 1, c = 2z,有:

4(x^2 + y^2 + x + y) + 2 = 4z^2,

2(x^2 + y^2 + x + y) + 1 = 2z^2,左邊為奇數,右邊為偶數,矛盾;

故a, b奇偶性不同,c為偶數。證明完畢。

設a為奇數,由勾股定理可得

a^2 = (c - b) (c + b)。

(c - b) 與(c + b) 互質,證明如下:

設(c - b)與 (c + b)的公約數為d,有(c - b) + (c + b) = 2c | d, (c + b) - (c - b) = 2b | d,且b, c互質,則d為1或2,

此時(c - b)(c = b) = a^2 | d。如d=2,有a | 2, 矛盾。

故(c - b) 與(c + b)互質,除1外沒有相同的因子。證明完畢。

由於a^2 = (c - b) (c + b),(c - b) (c + b)之中的素因子成對出現,則(c - b), (c + b) 為完全平方數。

設  c + b = s^2, c - b = t^2, 有

c = (s^2 + t^2) / 2, b = (s^2 - t^2) / 2, a = st, s, t 互質且為奇數。

自此,得到勾股陣列定理如下:

每個本原勾股陣列(a, b, c)(其中a為奇數,b為偶數,c為偶數)都可從如下公式得出:

a = st,  b = (s ^ 2 - t ^ 2) / 2,  c = (s ^ 2 + t ^ 2) / 2,, 其中1 ≤ t < s是互質的奇數。

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